專(zhuān)利名稱(chēng)：成膜裝置和成膜方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及成膜裝置。
背景技術(shù)：
通常，當(dāng)利用蒸鍍、濺射等在諸如基片一類(lèi)的成膜對(duì)象物上形成薄膜時(shí)，為控制所要形成的薄膜的厚度，在成膜室內(nèi)配置石英振蕩器。當(dāng)成膜室內(nèi)配置有石英振蕩器時(shí)，在形成薄膜時(shí)，形成薄膜的成膜材料既沉積于石英振蕩器上，又沉積于成膜對(duì)象物上。這里，當(dāng)成膜材料沉積于石英振蕩器上時(shí)，該石英振蕩器的共振頻率依據(jù)沉積于其上的成膜材料的量發(fā)生變化。利用此現(xiàn)象，可獲知沉積于成膜對(duì)象物上的成膜材料的膜厚。具體的，由共振頻率的變化量算出沉積在石英振蕩器上的膜厚。利用預(yù)先確定的沉積在石英振蕩器上的膜與沉積在成膜對(duì)象物上的膜的膜厚比，可獲知沉積在成膜對(duì)象物上的成膜材料的膜厚。然而，隨著成膜材料沉積在石英振蕩器上，共振頻率的變化量與沉積在成膜對(duì)象物上的膜厚值之間的關(guān)系偏離計(jì)算值。因此，難以長(zhǎng)期精確地控制成膜對(duì)象物上的膜厚。日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)No. 2008-122200公開(kāi)了一種使膜厚值誤差較小的方法，此膜厚值誤差對(duì)于控制成膜對(duì)象物上的膜厚成為問(wèn)題。更具體的，在日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi) No. 2008-122200中，采用這樣一種方法，除了傳統(tǒng)的測(cè)量用石英振蕩器外，成膜室內(nèi)還設(shè)有校正用石英振蕩器。順便一提的是，在通常的成膜步驟中，首先，把成膜對(duì)象物移入成膜室，然后在該成膜對(duì)象物上成膜。這里，當(dāng)在成膜對(duì)象物上成膜時(shí)，成膜材料沉積在測(cè)量用石英振蕩器上，以控制該成膜對(duì)象物上的膜厚。成膜結(jié)束后，從成膜室取出成膜對(duì)象物，成膜步驟結(jié)束。 然而，當(dāng)成膜步驟重復(fù)多次時(shí)，成膜材料在每次執(zhí)行成膜步驟時(shí)都沉積在測(cè)量用石英振蕩器上，由此隨著成膜步驟重復(fù)，膜厚控制精度降低。因此，采用校正用石英振蕩器來(lái)實(shí)施校正步驟。日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)No. 2008-122200公開(kāi)的成膜方法中，在成膜步驟之間即一成膜步驟結(jié)束后且下一成膜步驟開(kāi)始前執(zhí)行校正步驟。此校正步驟中，首先，把成膜材料沉積在校正用石英振蕩器和測(cè)量用石英振蕩器兩者上。然后，測(cè)量采用校正用石英振蕩器確定的形成在成膜對(duì)象物上的薄膜的厚度(膜厚值Ptl)和采用測(cè)量用石英振蕩器確定的形成在成膜對(duì)象物上的薄膜的厚度(膜厚值Mtl),確定校正系數(shù)&/%。然后，在校正步驟之后執(zhí)行的成膜步驟中，通過(guò)把采用測(cè)量用石英振蕩器算出的成膜對(duì)象物的膜厚值M1乘以預(yù)先確定的校正系數(shù)PcZMci,從而精確地控制成膜對(duì)象物上的膜厚。另一方面，日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)No. 2004-091919公開(kāi)了一種在成膜對(duì)象物的表面上形成厚度均一膜的裝置和方法。日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)No. 2004-091919公開(kāi)的薄膜形成裝置中，可移動(dòng)的成膜源在固定的成膜對(duì)象物的下方以恒定的速度移動(dòng)。通過(guò)采用此薄膜形成裝置形成薄膜，即使成膜對(duì)象物具有較大的面積，也能夠在該成膜對(duì)象物上形成厚度均一膜。另外，日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)No. 2004-091919公開(kāi)的薄膜形成裝置中，為監(jiān)測(cè)從成膜源釋放出的成膜材料量，膜厚傳感器被提供為固定在成膜源的待機(jī)位置的上方。膜厚傳感器可檢測(cè)成膜材料的成膜速度，由此，當(dāng)成膜速度到達(dá)預(yù)期水平時(shí)，成膜源移至成膜位置以在成膜對(duì)象物上成膜。順便一提的是，日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)No. 2004-091919公開(kāi)的成膜裝置中，如上所述，當(dāng)成膜源移動(dòng)時(shí)，膜厚傳感器固定在成膜源的待機(jī)位置的上方。由此可見(jiàn)，當(dāng)成膜源移動(dòng)時(shí)，不能監(jiān)測(cè)從該成膜源釋放出的成膜材料量。因此，即使在成膜源移動(dòng)時(shí)所釋放出的成膜材料量發(fā)生變動(dòng)，也不能監(jiān)測(cè)到此變動(dòng)，由此，不能將所釋放出的成膜材料量修正為預(yù)期釋放量。另外，若不能立即修正所釋放出的成膜材料量，則所釋放出的實(shí)際成膜材料量會(huì)越來(lái)越偏離預(yù)期釋放量。結(jié)果，隨著重復(fù)在成膜對(duì)象物上形成成膜材料的膜的過(guò)程(成膜過(guò)程)，產(chǎn)生了不能在各成膜過(guò)程中使形成在該成膜對(duì)象物上的薄膜的厚度均一的問(wèn)題。另外，日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)No. 2004-091919公開(kāi)的成膜裝置中，即使在成膜源返回到待機(jī)位置時(shí)膜厚傳感器檢測(cè)到所釋放出的成膜材料量異常，也需要花時(shí)間把釋放量修正為預(yù)期量，且在進(jìn)行此修定時(shí)，成膜對(duì)象物滯留于成膜室內(nèi)。結(jié)果，產(chǎn)生了生產(chǎn)力下降的問(wèn)題。另一方面，日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)No. 2008-122200公開(kāi)的成膜裝置中，除測(cè)量用石英振蕩器以外，還提供校正用石英振蕩器。另外，日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)No. 2008-122200公開(kāi)的成膜裝置中，在成膜過(guò)程之間實(shí)施校正過(guò)程。更具體的，采用校正用石英振蕩器來(lái)實(shí)施用于校正測(cè)量用石英振蕩器的誤差(采用測(cè)量用石英振蕩器監(jiān)測(cè)的成膜材料的薄膜厚度與形成在成膜對(duì)象物上的成膜材料的薄膜的厚度之間的誤差)的過(guò)程。通過(guò)實(shí)施校正過(guò)程，形成在成膜對(duì)象物上的薄膜的厚度的控制精度得以提高。然而，當(dāng)成膜源可移動(dòng)且兩個(gè)石英振蕩器(測(cè)量用石英振蕩器和校正用石英振蕩器)固定時(shí)，類(lèi)似于日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)No. 2004-091919公開(kāi)的成膜裝置的情況，當(dāng)成膜源移動(dòng)時(shí)，不能監(jiān)測(cè)從該成膜源釋放出的成膜材料量。因此，類(lèi)似于日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi) No. 2004-091919公開(kāi)的成膜裝置的情況，隨著重復(fù)在成膜對(duì)象物上形成成膜材料的膜的過(guò)程(成膜過(guò)程)，產(chǎn)生了不能在各成膜過(guò)程中使形成在該成膜對(duì)象物上的薄膜的厚度均一的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為解決上述問(wèn)題而實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明的目的是提供一種能夠在成膜對(duì)象物上精確地形成均一膜的成膜裝置。依據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種成膜裝置，包括蒸發(fā)源，用于加熱成膜材料以及用于釋放出所述成膜材料的蒸氣；移動(dòng)部，用于使所述蒸發(fā)源相對(duì)于成膜對(duì)象物在預(yù)定成膜待機(jī)位置與預(yù)定成膜位置之間移動(dòng)；測(cè)量用石英振蕩器，用于測(cè)量形成在所述成膜對(duì)象物上的所述成膜材料的量；以及校正用石英振蕩器，用于校正利用所述測(cè)量用石英振蕩器測(cè)得的所述成膜材料的量，其中，所述測(cè)量用石英振蕩器設(shè)在所述移動(dòng)部?jī)?nèi)，所述校正用石英振蕩器設(shè)在所述移動(dòng)部的所述預(yù)定成膜待機(jī)位置的上方。依據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種利用裝置的成膜方法，所述裝置包括蒸發(fā)源， 用于釋放出成膜材料的蒸氣；移動(dòng)部，用于使所述蒸發(fā)源相對(duì)于成膜對(duì)象物在預(yù)定成膜待機(jī)位置與預(yù)定成膜位置之間移動(dòng)；測(cè)量用石英振蕩器，用于測(cè)量形成在所述成膜對(duì)象物上的所述成膜材料的量；以及校正用石英振蕩器，用于校正利用所述測(cè)量用石英振蕩器測(cè)得的所述成膜材料的量，所述成膜方法包括在所述蒸發(fā)源處于所述成膜位置的移動(dòng)期間，把所述成膜材料沉積到所述成膜對(duì)象物和所述測(cè)量用石英振蕩器上的成膜步驟；利用所述測(cè)量用石英振蕩器，測(cè)量形成在所述成膜對(duì)象物上的所述成膜材料的量的步驟；當(dāng)所述蒸發(fā)源位于所述預(yù)定成膜待機(jī)位置時(shí)，把所述成膜材料沉積到所述測(cè)量用石英振蕩器和所述校正用石英振蕩器上的步驟；利用各石英振蕩器，測(cè)量被沉積到所述測(cè)量用石英振蕩器和所述校正用石英振蕩器中每個(gè)上的所述成膜材料的量的步驟；以及基于利用各石英振蕩器測(cè)得的成膜量的比，確定用于校正所述測(cè)量用石英振蕩器測(cè)得的所述成膜材料的成膜量的校正系數(shù)的步驟。依據(jù)本發(fā)明，可提供能夠在成膜對(duì)象物上精確地形成均一膜的成膜裝置。從以下參照附圖對(duì)示范實(shí)施例的說(shuō)明中，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。


圖IA和IB是表示當(dāng)成膜源位于成膜待機(jī)位置時(shí)獲得的依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的成膜裝置的示意圖，且圖IC和ID是表示當(dāng)成膜源位于成膜位置時(shí)獲得的依據(jù)本發(fā)明此實(shí)施例的成膜裝置的示意圖。圖2是表示圖IA至ID所示成膜裝置的控制系統(tǒng)的電路框圖。圖3是表示形成在成膜對(duì)象物上的成膜材料的膜厚控制流程的流程圖。圖4是用于比較實(shí)施校正過(guò)程時(shí)形成在成膜對(duì)象物上的薄膜的厚度與不實(shí)施校正過(guò)程時(shí)的厚度的圖表。
具體實(shí)施例方式依據(jù)本發(fā)明的成膜裝置包括成膜源、測(cè)量用石英振蕩器和校正用石英振蕩器。在依據(jù)本發(fā)明的成膜裝置中，當(dāng)在成膜對(duì)象物上形成成膜材料的薄膜時(shí)，在成膜源內(nèi)加熱該成膜材料以釋放出成膜材料的蒸氣。在依據(jù)本發(fā)明的成膜裝置中，設(shè)置測(cè)量用石英振蕩器用于測(cè)量形成在成膜對(duì)象物上的成膜材料的膜量(所形成薄膜的厚度)。在依據(jù)本發(fā)明的成膜裝置中，設(shè)置校正用石英振蕩器用于校正測(cè)量用石英振蕩器。注意，校正用石英振蕩器校正測(cè)量用石英振蕩器的定時(shí)是任意的。另外，在依據(jù)本發(fā)明的成膜裝置中，還設(shè)置用于在預(yù)定成膜待機(jī)位置與預(yù)定成膜位置之間相對(duì)于成膜對(duì)象物移動(dòng)成膜源的移動(dòng)部。移動(dòng)部保持測(cè)量用石英振蕩器，以維持其相對(duì)于成膜源的相對(duì)位置。另一方面，當(dāng)移動(dòng)部位于成膜待機(jī)位置時(shí)，校正用石英振蕩器設(shè)在該移動(dòng)部的上方。以下參照

依據(jù)本發(fā)明的成膜裝置，然而本發(fā)明不限于此。另外，在不脫離本發(fā)明的主旨的情況下可對(duì)本發(fā)明作適當(dāng)?shù)淖兏?。圖IA和IB是表示當(dāng)成膜源位于成膜待機(jī)位置時(shí)獲得的依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的成膜裝置的示意圖，且圖IC和ID是表示當(dāng)成膜源位于成膜位置時(shí)獲得的依據(jù)本發(fā)明此實(shí)施例的成膜裝置的示意圖。注意，圖1A、1C和ID是從前側(cè)(沿寬度方向)看的成膜裝置的示意剖視圖，圖IB是從左側(cè)(沿深度方向)看的成膜裝置沿圖IA的線1B-1B的示意剖視圖。在圖IA至ID所示的成膜裝置1中，作為用于移動(dòng)成膜源21的移動(dòng)部的成膜源單元20和兩種石英振蕩器(測(cè)量用石英振蕩器22和校正用石英振蕩器23)設(shè)在成膜室10 內(nèi)的預(yù)定位置。注意，兩個(gè)石英振蕩器的所設(shè)置的位置在下面進(jìn)行說(shuō)明。以下，說(shuō)明圖IA至ID中所示的成膜裝置1的形成部件。注意，圖IA至ID所示的成膜裝置1用于例如制造有機(jī)場(chǎng)致發(fā)光(EL)元件。圖IA至ID所示的成膜裝置1中，成膜室10與真空排氣系統(tǒng)(未表示)連接。真空排氣系統(tǒng)可以給成膜室10排氣，以使其內(nèi)的壓力在1.0*10_4Pa至1.0X 10_6Pa的范圍內(nèi)。圖IA至ID所示的成膜裝置1中，成膜源單元20可沿著設(shè)在成膜室10內(nèi)的軌道 M朝圖IA中所示的箭頭方向，更具體的，在成膜待機(jī)位置與成膜位置之間往復(fù)移動(dòng)。這里， 成膜待機(jī)位置是當(dāng)不在成膜對(duì)象物30上形成成膜材料的膜時(shí)成膜源單元20的位置。更具體的，如圖IA所示，成膜待機(jī)位置是當(dāng)成膜對(duì)象物30不處于從成膜源21釋放出的成膜材料的蒸氣可到達(dá)的位置時(shí)成膜源單元20的位置。另一方面，成膜位置是當(dāng)在成膜對(duì)象物30 上形成成膜材料的膜時(shí)成膜源單元20的位置。更具體的，如圖IC和ID所示，成膜位置是當(dāng)成膜對(duì)象物30處于從成膜源21釋放出的成膜材料的蒸氣可到達(dá)的位置時(shí)成膜源單元20 的位置。注意，本發(fā)明中，未具體限定成膜源單元20的形狀，但由從預(yù)定位置選擇性地釋放出成膜材料蒸氣的觀點(diǎn)來(lái)看，成膜源單元20優(yōu)選是上部設(shè)有用于釋放出成膜材料蒸氣的開(kāi)口部25的箱狀體。通過(guò)使成膜源單元20為箱狀體，可利用開(kāi)口部25的形狀來(lái)控制從該成膜源單元20釋放出的成膜材料蒸氣的行進(jìn)方向和分布。特別的，通過(guò)控制開(kāi)口部25 的寬度，可以使成膜材料蒸氣的分布和成膜效率令人滿意。開(kāi)口部25的優(yōu)選寬度范圍在下面進(jìn)行說(shuō)明。另外，本發(fā)明中，未具體限定成膜源單元20的尺寸。注意，可考慮到成膜源單元20 與包括成膜室10在內(nèi)的其它部件的平衡來(lái)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定成膜源單元20的尺寸。當(dāng)成膜源單元20如圖IA所示沿著軌道M在成膜待機(jī)位置與成膜位置之間往復(fù)移動(dòng)時(shí)，移動(dòng)控制部(未表示)可設(shè)在該成膜源單元20內(nèi)。特別的，若移動(dòng)控制部可以以恒定的速度移動(dòng)成膜源單元20，則可在成膜對(duì)象物30上均勻地形成成膜材料的膜，這是優(yōu)選的?？煽紤]到成膜對(duì)象物30的尺寸和成膜材料蒸氣的分布來(lái)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定設(shè)在成膜源單元20內(nèi)的成膜源21的形狀。例如圖IA和IB所示，成膜源21可以是沿成膜室10的寬度方向(沿成膜源單元的移動(dòng)方向)的尺寸小于沿成膜室10的深度方向(沿水平面內(nèi)與成膜源單元的移動(dòng)方向相垂直的方向)的尺寸的長(zhǎng)方體形，然而本發(fā)明不限于此。另外，成膜源單元20內(nèi)可設(shè)置多個(gè)成膜源21。成膜材料(未表示)收容在設(shè)于成膜源單元20內(nèi)的成膜源21中。通過(guò)利用設(shè)在成膜源21內(nèi)的加熱部(未表示)加熱成膜材料，可從成膜源 21釋放出該成膜材料的蒸氣。依據(jù)本發(fā)明，測(cè)量用石英振蕩器22設(shè)在成膜源單元20內(nèi)。這里，測(cè)量用石英振蕩器22固定在成膜源單元20內(nèi)的預(yù)定位置，更具體的，固定在該測(cè)量用石英振蕩器22不阻擋成膜材料蒸氣移向成膜對(duì)象物30的位置。因此，測(cè)量用石英振蕩器22相對(duì)于成膜源21的相對(duì)位置始終保持在預(yù)定位置。換句話說(shuō)，成膜源21和測(cè)量用石英振蕩器22的相對(duì)位置始終固定。為這樣維持成膜源21與測(cè)量用石英振蕩器22之間的相對(duì)位置，重要的是利用測(cè)量用石英振蕩器22監(jiān)測(cè)從成膜源21釋放出的成膜材料蒸氣的量。另外，通過(guò)在成膜源單元20內(nèi)設(shè)置測(cè)量用石英振蕩器22，可始終監(jiān)測(cè)從成膜源21釋放出的成膜材料蒸氣的量。因此，即便在成膜源單元20移動(dòng)時(shí)，也可依據(jù)利用測(cè)量用石英振蕩器22所監(jiān)測(cè)的值來(lái)調(diào)整成膜材料蒸氣的量，并可將從成膜源21釋放出的成膜材料的量控制為恒定。順便一提的是，成膜材料沉積于測(cè)量用石英振蕩器22上將改變?cè)摐y(cè)量用石英振蕩器22的共振頻率。圖2是表示圖IA至ID所示成膜裝置的控制系統(tǒng)的電路框圖。如圖2 所示，利用膜厚測(cè)量設(shè)備41感測(cè)該測(cè)量用石英振蕩器22的共振頻率的變化量。然后，從膜厚測(cè)量設(shè)備41輸出的電信號(hào)(與測(cè)量用石英振蕩器22的共振頻率的變化量信息有關(guān)的電信號(hào))被發(fā)送給設(shè)在控制系統(tǒng)40內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)器(未表示)以控制成膜源21的加熱部， 從而例如調(diào)整成膜材料的加熱溫度。這樣，從成膜源21釋放出的成膜材料的量被控制為恒定。校正用石英振蕩器23設(shè)在當(dāng)成膜源單元20停止于成膜待機(jī)位置時(shí)該成膜源單元 20的上方。更具體的，校正用石英振蕩器23設(shè)在當(dāng)成膜源單元20停止于成膜待機(jī)位置時(shí)從成膜源21釋放出的成膜材料蒸氣可到達(dá)的位置。這里，當(dāng)設(shè)置校正用石英振蕩器23時(shí)， 該校正用石英振蕩器23優(yōu)選設(shè)在使該校正用石英振蕩器23與成膜源21之間的距離(豎直方向的距離)等于成膜對(duì)象物30與成膜源之間的距離(豎直方向的距離)的位置。換句話說(shuō)，使校正過(guò)程中成膜源21與校正用石英振蕩器23之間的位置關(guān)系等于成膜過(guò)程中成膜源21與成膜對(duì)象物30之間的位置關(guān)系。這使得噴射到校正用石英振蕩器23上的每單位面積的成膜材料量等于噴射到成膜對(duì)象物30上的每單位面積的成膜材料量，由此進(jìn)一步提高校正精度。順便一提的是，成膜材料沉積于校正用石英振蕩器23上將改變?cè)撔Ｕ檬⒄袷幤?3的共振頻率。如圖2所示，利用膜厚測(cè)量設(shè)備42感測(cè)由于成膜材料沉積導(dǎo)致的該校正用石英振蕩器23的共振頻率的變化量。然后，從膜厚測(cè)量設(shè)備42輸出的電信號(hào)(與校正用石英振蕩器23的共振頻率的變化量信息有關(guān)的電信號(hào))被發(fā)送給控制系統(tǒng)40，接著又被發(fā)送給測(cè)量用石英振蕩器22以校正該測(cè)量用石英振蕩器22。圖IA至ID所示的成膜裝置1中，傳感器閘門(mén)沈設(shè)在校正用石英振蕩器23附近。 通過(guò)設(shè)置傳感器間門(mén)26，可以使成膜材料在預(yù)定的定時(shí)附著于各石英振蕩器上，以及使該成膜材料在預(yù)定的定時(shí)被阻擋。順便一提的是，通過(guò)控制成膜源單元20的開(kāi)口部25的尺寸和寬度，可控制從成膜源21釋放出的成膜材料蒸氣的到達(dá)范圍。這里，當(dāng)成膜源單元20在成膜待機(jī)位置靜止不動(dòng)時(shí)，校正用石英振蕩器23設(shè)在從成膜源21釋放出的成膜材料蒸氣的到達(dá)范圍內(nèi)。通過(guò)將校正用石英振蕩器23設(shè)在蒸氣的該到達(dá)范圍內(nèi)，即便成膜材料所釋放出蒸氣的量發(fā)生變化以及所釋放出蒸氣的分布發(fā)生變化，噴射到成膜對(duì)象物30上的每單位面積的成膜材料與噴射到校正用石英振蕩器23上的每單位面積的成膜材料的比例也保持相同。因此，可精確地檢測(cè)形成在成膜對(duì)象物30上的薄膜厚度的變化。結(jié)果，提高校正精度。這里，當(dāng)開(kāi)口部25像在圖IA至ID所示的成膜裝置1內(nèi)的成膜源單元20中那樣為細(xì)長(zhǎng)矩形時(shí)，從成膜源21釋放出的成膜材料蒸氣的到達(dá)范圍被如下限定。
具體的，在開(kāi)口部25的短邊方向上(圖1A)，上述范圍是通過(guò)成膜源21的中心和開(kāi)口部25的左端部的直線與通過(guò)成膜源21的中心與開(kāi)口部25的右端部的直線之間的范圍，且由兩直線之間形成的角度27a限定。這里，角度27a優(yōu)選在5°至60°的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在15°至30°的范圍內(nèi)。若角度27a小于5°，則成膜材料易于附著于開(kāi)口部25上， 具體的，附著于該開(kāi)口部25的端部上，這會(huì)導(dǎo)致成膜效率降低。若角度27a大于60°，則從成膜源21釋放出的成膜材料蒸氣的分布變得過(guò)寬，擔(dān)心即便當(dāng)成膜源單元20在成膜待機(jī)位置靜止不動(dòng)時(shí)，部分成膜材料蒸氣也會(huì)附著于成膜對(duì)象物30上。另一方面，在開(kāi)口部25的長(zhǎng)邊方向上，上述范圍是由圖IB的角度27b限定的范圍。另外，圖IA至ID所示的成膜裝置1中，傳感器閘門(mén)沈設(shè)在校正用石英振蕩器23 附近，但本發(fā)明不限于此。例如，可在測(cè)量用石英振蕩器22附近額外設(shè)置另一傳感器閘門(mén) 26。圖IA至ID所示的成膜裝置1中，利用運(yùn)送機(jī)構(gòu)(未表示)把諸如基片一類(lèi)的成膜對(duì)象物30移入成膜室10內(nèi)以及從成膜室10取出。當(dāng)把成膜對(duì)象物30移入成膜室10 內(nèi)時(shí)，采用支持部件(未表示)把該成膜對(duì)象物30支持在預(yù)定位置。接著，說(shuō)明采用依據(jù)本發(fā)明的成膜裝置的成膜方法的具體例。首先，作為成膜預(yù)備階段，執(zhí)行以下預(yù)備步驟測(cè)量每單位時(shí)間沉積在測(cè)量用石英振蕩器22上的膜厚、每單位時(shí)間沉積在校正用石英振蕩器23上的膜厚以及沉積在成膜對(duì)象物30上的膜厚，并基于測(cè)量值確定膜厚比。在此預(yù)備步驟中，首先，利用運(yùn)送機(jī)構(gòu)(未表示)把成膜對(duì)象物30移入成膜室10 內(nèi)。然后，當(dāng)利用測(cè)量用石英振蕩器22在成膜待機(jī)位置測(cè)得的從成膜源21釋放出的成膜材料量達(dá)到預(yù)期水平時(shí)，成膜源單元20開(kāi)始移動(dòng)并在成膜對(duì)象物30上形成成膜材料的薄膜。當(dāng)在預(yù)定移動(dòng)條件下往復(fù)移動(dòng)成膜源單元20預(yù)定次數(shù)后，使用運(yùn)送機(jī)構(gòu)(未表示)從成膜室10取出成膜對(duì)象物30。這里對(duì)于形成在已取出的成膜對(duì)象物30上的薄膜，采用光學(xué)式膜厚測(cè)量設(shè)備或者接觸式膜厚測(cè)量設(shè)備測(cè)量薄膜的厚度。測(cè)量值(膜厚值)被假定為t。另一方面，可由測(cè)量用石英振蕩器22的共振頻率的變化量計(jì)算在成膜對(duì)象物30上形成成膜材料的膜時(shí)每單位時(shí)間沉積于測(cè)量用石英振蕩器22上的薄膜的厚度。這里，每單位時(shí)間沉積于測(cè)量用石英振蕩器22上的薄膜的厚度(膜厚值)被假定為M。于是，t相對(duì)于M的比(膜厚比)α被表示為α = t/M。校正用石英振蕩器23也測(cè)量每單位時(shí)間沉積的蒸氣量，并由校正用石英振蕩器 23的共振頻率的變化量計(jì)算每單位時(shí)間形成在校正用石英振蕩器23上的薄膜的厚度(膜厚值)P。于是，t相對(duì)于P的比(膜厚比)β被確定為β =t/P。注意，在薄膜形成于校正用石英振蕩器23上的同時(shí)，成膜材料的薄膜還形成于測(cè)量用石英振蕩器22上。這里形成在測(cè)量用石英振蕩器22上的薄膜的厚度(膜厚值)被假定為M'。于是，β可被表示為 β = α XM' /P。這里，當(dāng)采用校正用石英振蕩器23測(cè)量蒸氣量時(shí)，優(yōu)選通過(guò)例如采用傳感器閘門(mén) 26來(lái)防止成膜材料過(guò)度地沉積在校正用石英振蕩器23上。這會(huì)延長(zhǎng)校正用石英振蕩器23 提供的膜厚測(cè)量精度保持較高的時(shí)間。
在膜厚比α和β如上所述確定后，執(zhí)行在成膜對(duì)象物30上形成成膜材料的膜的成膜步驟。成膜步驟中，首先，把作為成膜對(duì)象物30的基片(例如，要用于制造有機(jī)EL顯示設(shè)備的包括TFT的基片)移入成膜室10內(nèi)。然后，使成膜源單元20于預(yù)定條件下在成膜待機(jī)位置與成膜位置之間往復(fù)移動(dòng)，在成膜對(duì)象物30上形成成膜材料的膜。成膜結(jié)束后， 從成膜室10取出成膜對(duì)象物30。通過(guò)重復(fù)成膜步驟，可以在多個(gè)成膜對(duì)象物30上形成成膜材料的膜。圖3是表示形成在成膜對(duì)象物30上的成膜材料的膜厚控制流程的流程圖。注意， 在圖3所示的流程圖中，還包括表示校正步驟的流程圖。以下，還參照?qǐng)D2的電路框圖進(jìn)行說(shuō)明。首先，當(dāng)不執(zhí)行校正步驟時(shí)，在校正用石英振蕩器23附近的傳感器閘門(mén)沈關(guān)閉的同時(shí)，成膜材料沉積到測(cè)量用石英振蕩器22上。這里，與測(cè)量用石英振蕩器22電連接的膜厚測(cè)量設(shè)備41測(cè)量該測(cè)量用石英振蕩器22的共振頻率的變化量。由膜厚測(cè)量設(shè)備41測(cè)得的共振頻率的變化量，在該膜厚測(cè)量設(shè)備41內(nèi)計(jì)算每單位時(shí)間沉積在測(cè)量用石英振蕩器22上的膜的膜厚值Mc/。然后，膜厚測(cè)量設(shè)備41把膜厚值Mc/發(fā)送給設(shè)在與該膜厚測(cè)量設(shè)備41電連接的控制系統(tǒng)40內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)器(未表示)，并確定沉積在成膜對(duì)象物30 上的薄膜的厚度即膜厚值、(=α XM0')。這里，若、大于預(yù)期膜厚，電信號(hào)從膜厚測(cè)量設(shè)備41發(fā)送給設(shè)在控制系統(tǒng)40內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)器(未表示)，使該溫度調(diào)節(jié)器降低成膜源21 的溫度。另一方面，若、小于預(yù)期膜厚，電信號(hào)從膜厚測(cè)量設(shè)備41發(fā)送給該溫度調(diào)節(jié)器， 使該溫度調(diào)節(jié)器升高成膜源21的溫度。當(dāng)、等于預(yù)期膜厚時(shí)，電信號(hào)從膜厚測(cè)量設(shè)備41 發(fā)送給該溫度調(diào)節(jié)器，使該溫度調(diào)節(jié)器維持成膜源21的溫度。注意，如上所述，測(cè)量用石英振蕩器22與成膜源21之間的相對(duì)位置關(guān)系始終不改變，因此即便在成膜源單元20正移動(dòng)時(shí)，也可始終監(jiān)測(cè)膜厚值M0'，并可始終控制成膜源21的溫度。因此，從成膜源21釋放出的成膜材料量可保持恒定。然而，在成膜源21的操作過(guò)程中，成膜材料始終沉積到測(cè)量用石英振蕩器22上， 因此膜厚測(cè)量精度逐漸降低。此情況下，執(zhí)行下述校正步驟。校正步驟中，校正用石英振蕩器23附近的傳感器閘門(mén)沈在成膜待機(jī)步驟期間即一成膜步驟與下一成膜步驟之間的任意定時(shí)開(kāi)放。這里，通過(guò)使傳感器間門(mén)沈開(kāi)放預(yù)定時(shí)間或更長(zhǎng)，固定量的成膜材料沉積到校正用石英振蕩器23上，由此可確定每單位時(shí)間形成在校正用石英振蕩器23上的薄膜的厚度(膜厚值？》。與此同時(shí)，可確定每單位時(shí)間形成在測(cè)量用石英振蕩器22上的薄膜的厚度(膜厚值禮)。在膜厚值P1和M1確定后，傳感器閘門(mén)沈關(guān)閉。這里，形成在成膜對(duì)象物30上的薄膜的厚度(膜厚值)可使用膜厚值P1確定為β P1，或者使用膜厚值M1確定為α Mp順便一提的是，校正用石英振蕩器23僅用在當(dāng)測(cè)量用石英振蕩器22的測(cè)量誤差變大時(shí)于任意定時(shí)實(shí)施的校正過(guò)程中，由此，沉積到該校正用石英振蕩器23上的成膜材料的膜量極少且厚度測(cè)量誤差小。另一方面，測(cè)量用石英振蕩器22用于在蒸氣從成膜源21 釋放出時(shí)始終監(jiān)測(cè)蒸氣量，由此，大量成膜材料沉積到測(cè)量用石英振蕩器22上且厚度測(cè)量誤差大。因此，不一定遵循^P1= α Mp因此，膜厚值M1被乘以修正系數(shù)(β P1/α M1K接著，可使采用測(cè)量用石英振蕩器22確定的膜厚值等于采用校正用石英振蕩器23確定的誤差較小的膜厚值(βP1),由此可僅以較小的誤差確定膜厚值。校正步驟后，確定沉積在測(cè)量用石英振蕩器22上的成膜材料的膜厚值M1'。然后， 利用設(shè)在控制系統(tǒng)40內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)器(未表示)控制成膜源21的溫度，以使M1'乘以校正系數(shù)Yl(= ^P1V(CiM1))和α獲得的值α Y1M1'為沉積在成膜對(duì)象物30上的預(yù)期
膜厚值。如上所述適當(dāng)?shù)貓?zhí)行校正步驟。在第η次校正步驟后執(zhí)行的成膜步驟中，成膜材料沉積到測(cè)量用石英振蕩器22上，并在膜厚測(cè)量設(shè)備41內(nèi)確定每單位時(shí)間沉積的成膜材料的膜厚值Mn'。然后，利用設(shè)在控制系統(tǒng)40內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)器(未表示)控制成膜源 21的溫度，使Mn'乘以校正系數(shù)(Y1X Y2X…X Yn)和α獲得的值α X (Y1X Y2X… X Yn) XMn'為沉積在成膜對(duì)象物30上的預(yù)期膜厚值。基于在成膜等待步驟當(dāng)中執(zhí)行校正步驟這個(gè)前提，校正步驟可在任意定時(shí)執(zhí)行， 然而校正步驟也可每當(dāng)經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間長(zhǎng)度時(shí)執(zhí)行，或者可每當(dāng)成膜對(duì)象物(在其上成膜) 的數(shù)量達(dá)到多于一個(gè)的預(yù)定數(shù)量時(shí)執(zhí)行。另外，校正步驟也可在測(cè)量用石英振蕩器22的共振頻率的衰減量達(dá)到恒定水平時(shí)執(zhí)行，或者在測(cè)量用石英振蕩器22的共振頻率達(dá)到某值時(shí)執(zhí)行。圖4是用于比較執(zhí)行校正步驟時(shí)形成在成膜對(duì)象物30上的薄膜的厚度與不執(zhí)行校正步驟時(shí)的厚度的圖表。由其可明白，如圖4所示，通過(guò)適當(dāng)?shù)貙?shí)施校正步驟，可以減小形成在成膜對(duì)象物30上的膜厚誤差。如上所述，在依據(jù)本發(fā)明的成膜裝置中，例如圖IA至ID的成膜裝置1所示，通過(guò)將成膜源21和測(cè)量用石英振蕩器22設(shè)在成膜源單元20內(nèi)的預(yù)定位置，從該成膜源21釋放出的成膜材料的量可保持恒定。這還能夠在成膜對(duì)象物30上形成均一的薄膜。另外，通過(guò)在預(yù)定位置設(shè)置校正用石英振蕩器23以對(duì)采用測(cè)量用石英振蕩器22監(jiān)測(cè)的成膜材料的薄膜厚度(膜厚值)進(jìn)行校正，能夠?qū)嵤┠ず窬雀叩某赡ぁ?例子)(例1)采用圖IA至ID所示的成膜裝置在基片上形成成膜材料的膜。此例中，通過(guò)使成膜源單元20以IOOOmm的輸送距離和5mm/s的輸送速度往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次來(lái)成膜?；?成膜對(duì)象物30)的尺寸為500mm(縱向)X400mm，且基片的厚度為 0. 5mmο另外，此例中，調(diào)整成膜源21的加熱溫度，使形成在基片(成膜對(duì)象物30)上的成膜材料的薄膜的厚度為lOOnm。另外，此例中，采用INFIC0N制造的具有金電極的6MHz石英振蕩器作為測(cè)量用石英振蕩器22和校正用石英振蕩器23。此例中，成膜源21與基片(成膜對(duì)象物30)之間的距離為300mm，且當(dāng)成膜源21 處于成膜待機(jī)位置時(shí)獲得的成膜源21與校正用石英振蕩器23之間的距離為300mm。首先，執(zhí)行成膜預(yù)備步驟。此預(yù)備處理步驟中，首先，把用于測(cè)量膜厚的基片(成膜對(duì)象物30)移入成膜室10 內(nèi)。在確認(rèn)從成膜源21釋放出的成膜材料的蒸氣量已穩(wěn)定在預(yù)期值后，開(kāi)始以5mm/s的輸送速度移動(dòng)成膜源單元20。
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這里，確定當(dāng)成膜源單元20移入成膜區(qū)域時(shí)獲得的1分鐘期間形成在測(cè)量用石英振蕩器22上的薄膜的厚度(膜厚值M(nm))。然后，在預(yù)定成膜條件下成膜后，采用基片運(yùn)送機(jī)構(gòu)(未表示)從成膜室10取出基片(成膜對(duì)象物30)。接著，采用光學(xué)式膜厚測(cè)量設(shè)備或者接觸式膜厚測(cè)量設(shè)備測(cè)量形成在所取出基片(成膜對(duì)象物30)上的薄膜的厚度(膜厚值t(nm))。于是，1分鐘期間沉積在基片上的膜厚值相對(duì)于1分鐘期間沉積在測(cè)量用石英振蕩器22上的膜厚值的比α被表示為α = t/M。接著，確定1分鐘期間形成在基片(成膜對(duì)象物30)上的薄膜的厚度(膜厚值) 相對(duì)于1分鐘期間沉積在校正用石英振蕩器23上的薄膜的厚度(膜厚值)的比。更具體的，在基片(成膜對(duì)象物30)上形成成膜材料的膜之后，成膜源單元20停止在成膜待機(jī)位置。在停止后經(jīng)過(guò)十秒時(shí)，傳感器間門(mén)沈開(kāi)放以使成膜材料的薄膜形成在校正用石英振蕩器23上。然后，確定從傳感器閘門(mén)沈開(kāi)放后經(jīng)過(guò)30秒的時(shí)點(diǎn)起至經(jīng)過(guò)90秒的時(shí)點(diǎn)的1 分鐘期間形成在校正用石英振蕩器23上的薄膜的厚度(膜厚值P(nm))。同時(shí)，此時(shí)間段期間(從傳感器閘門(mén)26開(kāi)放后經(jīng)過(guò)30秒的時(shí)點(diǎn)起至經(jīng)過(guò)90秒的時(shí)點(diǎn)的1分鐘期間)，成膜材料的薄膜也形成在測(cè)量用石英振蕩器22上。由此，確定此時(shí)間期間形成在測(cè)量用石英振蕩器22上的薄膜的厚度(膜厚值:M' (nm))。這里，1分鐘期間形成在基片(成膜對(duì)象物30)上的薄膜的厚度相對(duì)于1分鐘期間形成在測(cè)量用石英振蕩器22上的薄膜的厚度的比被假定為β。于是，β可被表示為β = α XM' /P。當(dāng)傳感器閘門(mén)沈開(kāi)放后經(jīng)過(guò)91 秒時(shí)，該傳感器間門(mén)沈關(guān)閉以阻止在校正用石英振蕩器23上成膜。注意，在預(yù)備處理步驟中，M = M'，且膜厚值t(nm)滿足關(guān)系式t = αΜ= βΡ。然后，步驟前進(jìn)至成膜步驟。成膜步驟中，首先，把作為成膜對(duì)象物30的基片移入成膜室10內(nèi)。在基片被移入后，成膜源單元20開(kāi)始移動(dòng)。在成膜源單元20的移動(dòng)完成后， 從成膜室10取出基片，且完成成膜步驟。隨著成膜步驟被執(zhí)行多次，膜沉積在測(cè)量用石英振蕩器22上，由此，膜厚測(cè)量誤差逐漸變大。因而，執(zhí)行下述校正步驟。在第10次成膜處理后實(shí)施第1次校正處理。更具體的，在成膜源單元20從成膜位置到達(dá)成膜待機(jī)位置且該成膜源單元20停在成膜待機(jī)位置后經(jīng)過(guò)十秒時(shí)，傳感器閘門(mén) 26開(kāi)放。然后，測(cè)量從傳感器閘門(mén)沈開(kāi)放后經(jīng)過(guò)30秒的時(shí)點(diǎn)至經(jīng)過(guò)90秒的時(shí)點(diǎn)形成在測(cè)量用石英振蕩器22上的薄膜的厚度(膜厚值=M1(Iim))和形成在校正用石英振蕩器23上的薄膜的厚度(膜厚值^(nm))。于是，形成在基片(成膜對(duì)象物30)上的薄膜的厚度(膜厚值)為QM1(Iim)或βΡ^ηπι)。然而，由形成在測(cè)量用石英振蕩器22上的薄膜的厚度確定的膜厚值QM1(Iim)具有較大的誤差，而由形成在校正用石英振蕩器23上的薄膜的厚度確定的膜厚值^P1(Mi)具有較小的誤差。因此，不一定遵循^P1 = α Mp因而，確定校正系數(shù)Y1= (βΡ1)/(αΜ1)0在校正系數(shù)Y1確定后的成膜過(guò)程中，調(diào)整成膜源21的加熱溫度，使1分鐘期間沉積在測(cè)量用石英振蕩器22上的膜厚的膜厚值M1'乘以校正系數(shù)Y1和膜厚比α獲得的值(α X Y1XM1')為沉積在基片上的預(yù)期膜厚lOOnm。同時(shí)，在上述第1次校正處理當(dāng)中，取出第10張基片并移入第11張基片。校正過(guò)程完成后立即開(kāi)始在第11張基片上成膜。如上所述，執(zhí)行成膜步驟和校正步驟。在第IOn次成膜步驟后執(zhí)行的第η次校正步驟中，確定形成在各石英振蕩器上的薄膜的厚度。更具體的，確定1分鐘期間形成在校正用石英振蕩器23上的成膜材料的膜厚(膜厚值Pn(nm))和1分鐘期間形成在測(cè)量用石英振蕩器22上的成膜材料的膜厚(膜厚值:Mn(nm))。然后，校正系數(shù)^被確定為Yn = (β Pn) / ( α Mn)。在校正系數(shù)Y η確定后的成膜過(guò)程中，調(diào)整成膜源21的加熱溫度，使1分鐘期間沉積在測(cè)量用石英振蕩器22上的成膜材料的膜的膜厚(膜厚值Mn')乘以第1次至第 η次校正步驟中確定的校正系數(shù)和膜厚比α獲得的值即α X(YlX Υ2Χ…X Υη)ΧΜη' 為100 (nm)。注意，如上所述，在成膜源單元20的移動(dòng)完成后改變成膜源21的加熱溫度。作為此成膜的結(jié)果，很清楚能夠以精確的膜厚來(lái)執(zhí)行成膜。盡管已參照示范實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但應(yīng)理解的是本發(fā)明不限于所公開(kāi)的示范實(shí)施例。以下權(quán)利要求書(shū)的范圍與最寬的解釋一致，以涵蓋所有的變型或等同的結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1.一種成膜裝置，包括蒸發(fā)源，用于加熱成膜材料以及用于釋放出所述成膜材料的蒸氣； 移動(dòng)部，用于使所述蒸發(fā)源相對(duì)于成膜對(duì)象物在預(yù)定成膜待機(jī)位置與預(yù)定成膜位置之間移動(dòng)；測(cè)量用石英振蕩器，用于測(cè)量形成在所述成膜對(duì)象物上的所述成膜材料的量；以及校正用石英振蕩器，用于校正利用所述測(cè)量用石英振蕩器測(cè)得的所述成膜材料的量， 其中，所述測(cè)量用石英振蕩器設(shè)在所述移動(dòng)部?jī)?nèi)，所述校正用石英振蕩器設(shè)在所述移動(dòng)部的所述預(yù)定成膜待機(jī)位置的上方。
2.一種利用裝置的成膜方法，所述裝置包括 蒸發(fā)源，用于釋放出成膜材料的蒸氣；移動(dòng)部，用于使所述蒸發(fā)源相對(duì)于成膜對(duì)象物在預(yù)定成膜待機(jī)位置與預(yù)定成膜位置之間移動(dòng)；測(cè)量用石英振蕩器，用于測(cè)量形成在所述成膜對(duì)象物上的所述成膜材料的量；以及校正用石英振蕩器，用于校正利用所述測(cè)量用石英振蕩器測(cè)得的所述成膜材料的量， 所述成膜方法包括在所述蒸發(fā)源處于所述成膜位置的移動(dòng)期間，把所述成膜材料沉積到所述成膜對(duì)象物和所述測(cè)量用石英振蕩器上的成膜步驟；利用所述測(cè)量用石英振蕩器，測(cè)量形成在所述成膜對(duì)象物上的所述成膜材料的量的步驟；當(dāng)所述蒸發(fā)源位于所述預(yù)定成膜待機(jī)位置時(shí)，把所述成膜材料沉積到所述測(cè)量用石英振蕩器和所述校正用石英振蕩器上的步驟；利用各石英振蕩器，測(cè)量被沉積到所述測(cè)量用石英振蕩器和所述校正用石英振蕩器中每個(gè)上的所述成膜材料的量的步驟；以及基于利用各石英振蕩器測(cè)得的成膜量的比，確定用于校正所述測(cè)量用石英振蕩器測(cè)得的所述成膜材料的成膜量的校正系數(shù)的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供一種成膜裝置和成膜方法。成膜裝置(1)包括成膜源(21)、測(cè)量用石英振蕩器(22)和校正用石英振蕩器(23)。當(dāng)在成膜對(duì)象物(30)上形成成膜材料的薄膜時(shí)，在成膜源(21)內(nèi)加熱成膜材料以釋放出該成膜材料的蒸氣。測(cè)量用石英振蕩器(22)測(cè)量形成在成膜對(duì)象物(30)上的成膜材料量，而校正用石英振蕩器(23)校正測(cè)量用石英振蕩器(22)。在成膜裝置(1)中，還設(shè)置用于相對(duì)于成膜對(duì)象物在預(yù)定成膜待機(jī)位置與預(yù)定成膜位置之間移動(dòng)成膜源(21)的移動(dòng)部(成膜源單元(20))，該移動(dòng)部保持測(cè)量用石英振蕩器(22)，以維持其相對(duì)于成膜源(21)的相對(duì)位置，且當(dāng)移動(dòng)部處于成膜待機(jī)位置時(shí)，校正用石英振蕩器(23)設(shè)在移動(dòng)部的上方。
文檔編號(hào)C23C14/54GK102465263SQ20111033952
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2011年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月4日
發(fā)明者中川善之, 中野真吾, 福田直人 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社